1.基本概念
本徵半導體:將純淨的半導體經過一定的工藝過程製成的單晶體。
雜質半導體:在本徵半導體中摻入少量合適的雜質元素。摻入五價元素(如磷),得到n型半導體(n-negative);摻入三價元素(如硼),得到p型半導體(p-positive)。
載流子:運載電荷的粒子。對本徵半導體來說有兩種,自由電子和空穴。
pn結:將p型半導體和n型半導體製作在同一塊矽片上,在交介面形成pn結。
多子:多數載流子。n型半導體中為自由電子,p型半導體中為空穴。少子則相反。
2.pn結
2.1pn結的形成
擴散運動:由於濃度差而產生的運動。
漂移運動:在電場力作用下,載流子的運動。
在p區和n區交界處,在擴散作用下,如圖a所示,p區的空穴向n區擴散,n區的自由電子向p區擴散。在交介面,空穴和自由電子復合,多子濃度下降,分別在p區產生負離子區,n區產生正離子區,它們是不能移動的,被稱為空間電荷區,從而形成內電場。隨著電場強度的增強,擴散運動會受到抑制。在內電場作用下,少子產生漂移運動,並與擴散運動的多子達到動態平衡,從而形成pn結。
2.2 pn結的單向導電性
pn結兩端外加電壓,擴散電流不再等於漂移電流,pn結有電流通過,表現出單向導電性。
2.2.1 pn結外加正向電壓處於導通狀態
正極接p端,負極接n端。外電場將多數載流子推向空間電荷區,削弱電場,使擴散運動加快,漂移運動減弱。由於電源的作用,擴散運動將源源不斷地進行,形成正向電流,pn結導通。
2.2.2 pn結外加反向電壓處於截止狀態
正極接n端,負極接p端。外電場使空間電荷區變寬,加強了內電場,阻止擴散運動,加劇漂移運動,形成反向電流,也稱為截止電流。因為少子數目極少,即使所有少子都參與漂移運動,反向電流也極小,可忽略不計,認為處於截止狀態。點讚6
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